本發(fā)明涉及金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法。

背景技術(shù)：

al-zn-mg-cu鋁合金具有很高的強(qiáng)度、密度比較小、易于加工成型以及良好的物理、化學(xué)性能等特性。因此被廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、軍工、建筑等領(lǐng)域。al-zn-mg-cu鋁合金的機(jī)械性能主要是由其基體組織和第二相粒子所占比例、形態(tài)以及分布所決定的。其中第二相所占比例以及形態(tài)分布主要是由熱處理工藝所決定的。通過(guò)固溶處理方法改變?cè)撲X合金的強(qiáng)化相的形貌及分布，可以提升鋁合金的綜合性能。

在單級(jí)固溶工藝中，由于固溶溫度要在合金的共晶熔點(diǎn)之下，較高熔點(diǎn)的雜質(zhì)相不能固溶完全，易殘留較大的第二相的存在，會(huì)使得合金的強(qiáng)度較低、及抗腐蝕等性能存在許多不足，近幾十年越來(lái)越多的研究人員著手于通過(guò)采用新的熱處理工藝來(lái)改善鋁合金的性能。其中強(qiáng)化固溶成為最新熱的一種處理工藝，包括在較低固溶溫度下保溫一段時(shí)間祛除在加工過(guò)程中材料中殘留的應(yīng)力及變形儲(chǔ)能，再通過(guò)過(guò)共晶熔點(diǎn)固溶溫度保溫一段時(shí)間使得第二相粒子充分固溶，而得到理想的飽和固溶體。然而通過(guò)該方法得到的鋁合金的強(qiáng)度及抗腐蝕性能依然有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了以下技術(shù)方案：

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，包括分級(jí)固溶處理，在所述分級(jí)固溶處理過(guò)程中，包括至少三級(jí)固溶處理過(guò)程，且采用逐級(jí)升溫與逐漸縮減保溫時(shí)間的方式進(jìn)行固溶處理。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述分級(jí)固溶處理包括：在440℃—470℃進(jìn)行的一級(jí)固溶處理、在470℃—480℃進(jìn)行的二級(jí)固溶處理及在480℃—500℃進(jìn)行的三級(jí)固溶處理。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述一級(jí)固溶處理包括：將al-zn-mg-cu鋁合金從室溫加熱到44℃—470℃后，保溫1h—3h。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述二級(jí)固溶處理包括：將經(jīng)一級(jí)固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金加熱到470℃—480℃，保溫0.5h—1h。

進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述三級(jí)固溶處理包括：將經(jīng)二級(jí)固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金加熱到480℃—500℃，保溫0.5h—1h。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述方法還包括峰值時(shí)效處理：將分級(jí)固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金在干燥箱中加熱至115℃—125℃，保溫處理22h—24h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，使得鋁合金組織中低熔點(diǎn)雜質(zhì)相在低溫段保溫時(shí)優(yōu)先溶解于基體中，提高剩余合金雜質(zhì)相的過(guò)燒溫度，保證了合金在高溫段保溫過(guò)程中組織不出現(xiàn)過(guò)燒現(xiàn)象的同時(shí)提高鋁基體的飽和度；且該熱處理方法采用逐級(jí)升溫并保溫時(shí)間逐級(jí)遞減的方式，可以有效地控制合金中的再結(jié)晶分?jǐn)?shù)及晶粒尺寸，可以使得處理后的鋁合金具有高的強(qiáng)度與韌度等綜合力學(xué)性能，同時(shí)能夠有效地提高材料的抗腐蝕性能。其熱處理工藝簡(jiǎn)單、操作易實(shí)現(xiàn)，大大降低處理溫度，是一種低能耗熱處理工藝。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明各實(shí)施例中所述的al-zn-mg-cu鋁合金中，各組元成分的重量百分比含量為zn5.5～6.8％、mg2.0～3.0％、cu1.5～2.0％、mn0.4～0.45％、fe0.2～0.25％、cr0.18～0.2％、si0.062％、ti0.041％、ni0.005％、v0.009％，余量為al。隨著mg、zn和cu含量的增加，熱處理的初級(jí)固溶溫度稍作提高且保溫時(shí)間延長(zhǎng)，高熔點(diǎn)fe元素含量增加可相應(yīng)提高二級(jí)或三級(jí)固溶溫度。

實(shí)施例1

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金由室溫加熱到470℃，保溫處理2h，完成一級(jí)固溶處理；(2)、然后將完成一級(jí)固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金在120℃—125℃下進(jìn)行峰值時(shí)效處理24h；(3)、將峰值時(shí)效處理后的合金浸泡在剝落腐蝕用exco溶液(nacl，kno3和hno3的濃度分別為4.0mol/l、0.5mol/l和0.1mol/l，溶劑為蒸餾水)中48h。

實(shí)施例2

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到450℃，保溫處理1h，完成一級(jí)固溶處理；(2)、將完成步驟(1)后的鋁合金溫度緩慢加熱到470℃，保溫40min，完成二級(jí)固溶處理；(3)將完成二級(jí)固溶處理后的al-zn-mg-cu鋁合金在120℃—125℃下進(jìn)行峰值時(shí)效處理24h。

實(shí)施例3

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到460℃，保溫處理1h，完成一級(jí)固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到490℃，保溫40min，完成二級(jí)固溶處理；(3)將完成二級(jí)固溶處理的鋁合金在120℃—125℃下進(jìn)行峰值時(shí)效處理24h。

實(shí)施例4

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到470℃，保溫處理2h，完成一級(jí)固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到480℃，保溫1h，完成二級(jí)固溶處理；(3)將完成二級(jí)固溶處理的鋁合金在120℃—125℃下時(shí)效處理24h。(4)、將完成步驟(3)后的合金浸泡在exco溶液中48h。

實(shí)施例5

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到450℃，保溫處理2h，完成一級(jí)固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到480℃，保溫1h，完成二級(jí)固溶處理；(3)、將完成步驟(2)的鋁合金溫度緩慢加熱到490℃，保溫0.5h，完成三級(jí)固溶處理；(4)將完成三級(jí)固溶處理的al-zn-mg-cu鋁合金在120℃—125℃下時(shí)效處理24h。(5)、將峰值時(shí)效處理后的合金浸泡在exco溶液中48h。

實(shí)施例6

一種al-zn-mg-cu鋁合金的熱處理方法，步驟如下：(1)、將al-zn-mg-cu鋁合金加熱到470℃，保溫處理2h，完成一級(jí)固溶處理；(2)、將完成步驟(1)的鋁合金溫度緩慢加熱到480℃，保溫1h，完成二級(jí)固溶處理；(3)、將完成步驟(2)的鋁合金溫度緩慢加熱到490℃，保溫0.5h，完成三級(jí)固溶處理；(4)、將完成三級(jí)固溶處理的鋁合金在120℃—125℃下時(shí)效處理24h；(5)、將峰值時(shí)效處理后的合金浸泡在exco溶液中48h。

對(duì)經(jīng)過(guò)上述各實(shí)施例熱處理后的鋁合金的性能及剝蝕評(píng)價(jià)如表1、表2所示。

表1：各實(shí)施例中al-zn-mg-cu鋁合金的性能參數(shù)表

表2：實(shí)施例中al-zn-mg-cu鋁合金的剝蝕48h評(píng)級(jí)

表2中，n表示未出現(xiàn)腐蝕特征；p表示出現(xiàn)點(diǎn)蝕；ea—eb表示剝蝕程度加深。

從表1和表2看出三級(jí)固溶明顯提高al-zn-mg-cu鋁合金強(qiáng)度、硬度與沖擊功，同時(shí)采用該處理工藝鋁合金的抗剝蝕性能得到了提高。

上述僅列出了部分實(shí)施例，只體現(xiàn)了處理過(guò)程中的一些參數(shù)的部分取值，例如，在一級(jí)固溶處理步驟中，可以在440℃—470℃之間進(jìn)行一級(jí)固溶處理，尤其以450℃—470℃為宜。又例如可以在480℃—500℃之間進(jìn)行三級(jí)固溶處理，尤其以490℃為宜。再例如可以在115℃—125℃下進(jìn)行峰值時(shí)效處理24h，尤其以120℃—125℃為宜。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。